Способ получения фосфорных удобрений Советский патент 1980 года по МПК C05B11/08 

Изобретение относится к технике полу чения фосфорных удобрений из высокомаг незиальных карбонизированных фосфатных Известен способ получения фосфорных удобрений из магнийсодержащего фосфатного сырья путем обработки водной суспензии фосфатного сырья 5-6%-ным раствором серной кислоты, полученным разбавлением концентрированной кислоты обо ротным раствором, содержащим 3-4% ЛО9О4 Р отношении Ж:Т в суспензии 4:1, температуре в течение 1ч 15 мин. Затем пульпа сгущается в отсто никах до Ж:Т 0,5-0,75 И подвергается фильтрации 1. Недостатками этого способа являются невысокая селективность процесса, малая его интенсивность, плохие фильтрующие свойства суспензии фосфорита и образование больших количеств разбавленны и трупноути;П(аируомых кислотных стоков. Ланный мстоа лля практической утилизации не poKosfoiiдуется. Наиболее близким по технической сущности и постигаемому результату является способ получения фосфорных удобрений из магнийсопержашего- фосфатного сырья путем обработки последнего серной кислотой концентрацией 25% при температуре 10-8О°С, Ж:Т 19-0,5:1 (1-1,5:1) и рН 2,0-5,0 в течетге 1-3 ч с последующей фильтрацией полученной суспензии, отделением магнийсодержащего раствора и переработкой обезмагиенного фосфатного сырья на фосфорное удобрение 2. Недостатки известного способа заключаются в малой селективности процесса извлечения магния, составляющей 8395%, т;е. переход значительного количества FjOc магнийсодержащий раствор и, следовательно, сниже1гае его содержа- ьтя в обезмагненном 4 СК1ТНом ciiipj e, что при дал11иейшой перордботкс обеамаг- пенного сырья на удобрения приводит к увеличению расхояных норм по сырью; 1ГИОКОЙ итх;нсив11ост 1 процесса (продолжи-37телыюсть ч); отсутствием утилизации магнийсоцержащего раствора. Цель изобретения - снижение расходных норм по сырью на получение удобре НИИ за счет повышения селективности про цесса обезмагнивания, сокращение продолжительности способа обезмагнивания и у тили затаи маг ни йс о держащего раствора. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения фосфорных удобрений из магнийсодержащего фосфатного сырья путём обработки его серной кислотой, фильтрапии суспензии с получением маг ни йсо держащего раствора и обезмагне иНого сырья и дальнейшей переработки обезмагненного сырья на удобрения, обра ботку ведут кислотой концентрацией 5093% до рН 3,2-3,7 при норме кислоты 75-82% в расчете на карбонаты, температуре 85-95 С в течение 5-10 мин, а отфильтрованный магнийсодержащий раствор регенерируют известковым молоком. при температуре 55-65 С, рН 10-11, молярном отношении СаО / 0,91,0 в течение 20-60 мин с получением оборотной воды, содержащей 0,006% MgfO. Обезмагненный фосфорит перерабатывается в фосфорные удобрения известным способами, а магнийсодержащий раствор регенерируется известковым молоком с целью получения очищенной воды для обо ротного водоснабжения - с одной стороны а с другой - при гидроциклонном разделе нии гипсомагнезиального осадка выделяется гидроокись магния и гипс. Гидрооки магния находит самое широкое применени в различных отраслях промышленности, а гипс может быть использован в качест ве полупродукта для строительных целей или служить сырьем для получения серной кислоты. Проведенные исследова{гая показывают, что для получения оборотной воды, содержащей, не более 0,006%М.Ои хорошо разделяемого гипсомагнезиального осадка, необходима температура не ниже 55°С, молярное отношение СрО/Л не ниже О,9, продолжительность процесса 20-6О мин. При таких условиях образуются кристаллы величиной 100-140 10 40 мкм, что позволяет провести разделе ние смеси Wvg(OH),+ Со 504 с высокой степенью разделения. Понижение температуры, уменьшение BpeMetm и молярного отношения CoO/AAg приводит к увеличению содержания MgO 1 В воде и уменьшению размеров кристаллов гипса, что снижает качество образующейся гидроокиси магния . Пример. 100 кг кингисеппского флоттоконцентрата состава 29,6%, ,,6%, СО 6,2% смешивают с 40О кг воды и подают в реактор, куда поступает 93%-ная серная кислота в количестве 12,2 кг (82% от стехиометрически необходимого количества на разложение карбонатов). Извлечение магния протекает в течение 5 мин при температуре , рН 3,2. Степень извлечения MgQсоставляет. 80,7% . Достигаемая селективность - 99,8%. Обезмагненный фосфорит в количестве 125 кг (с влажностью 20%) после фильтрации поступает на производство двойного суперфосфата. Расход обезмагненного фосфорита составляет 0,415 т на 1 т двойного суперфосфата, фильтрат (37О кг) с содержанием 00,4% в количестве 1,5 кг регенерируется 10%-ным известковым молоком (14 кг) при температуре . рН 11, молярном отношении CcjO//Wg l,0 в течение 20 мин. Осажденная магнезиальная масса разделяется в гидроциклонах на М(ОН ),2,2 кг и гипс 4,6 кг, используемый в качестве полупродукта для строительных материалов. Очищенная вода с содержанием WVgfO 0,ОО6 использует-i ся в оборотном водоснабжении. Пример 2. 100 кг фосфорита состава, указанного в примере 1, смешивают с 400 кг воды и подают в реактор, куда поступает 50%-ная серная кислота в количестве 20,7 кг (75% от стехиометрии). ИзвлечениеМ О происходит через 10 мин при температуре 85 С и рН 3,7. Степень извлечения окиси маг- 1гея составляет 70%. Достигаемая селективность - 99,5%. Суспензия фос({юрита в количестве 498,3 кг поступает на фильтр. Обезмагненный фосфорит (содержание магния 0,55%) после 4ильтрации с влажностью 20% в количестве 125 кг направляют для переработки на двойной суперфосфат. Расход обезмагненного фосфорита на 1 т двойного суперфосфата составляет О,415 т. Фильтрат в количестве 373 кг с содержаппе | окиси магния 1,2 кг поступает на регенерацию 10%молоком (19 кг) при, ным известковым рИ J.О, .молярном оттемпературе 55 С, ношении Cc(O/N p2- -0.9 в течение 60 мин. Осажденная магиезиаш.пая масса разделяется в гидроциклонах гидроокись маг- шя 2 кг и гипс 5 кг. Очищс-нная вода с . содержанием ОЪ,006% используется для оборотного водоснабжения. Пример 3. 1000 кг фосконцентрата состава, указанного в примере 1, смешивают с 400 кг воды и подают в реактор, куда поступает 70%-ная серная кислота в количестве 15,8 кг (80% от стехиометрии). Извлечение магния протекает в течение 7 мин при температуре , рН 3,4. Степень извлечения МОО составляет 78,8%, Достигаемая селективность - 99,7%. Обезмагненный фосфорит Сравнительная харак и известног 7 216 после фильтрации с влажностью 0% в количестве 125 кг с содержанием Мр 0,6% направляют на получение двойного суперфосфата. Фильтрат (370 кг) с содержанием 1,2 кг регенерируют при температуре , рН 10,5, молярном отношении CaO/Mg iO.,95 в течение 40 мин 10%-ным известковым молоком в количестве 17 кг. Осаждентая магнезиальная масса разделяется в гидроцикМ(ОН),., лонах на М(ОН)о 2 кг и гипс 5,5 кг. Очищенная вода используется в замкнутом оборотном иикле. истика предлагаемого особов

тика процесса обезмагнивания

РН

Температура, С

Норма N2604.%

Концентрация

НгВ04. Утилизация раствора обезмагнивания

83-95,5

6О-18О

0,448

.

3,2-3,7

2-5

0-80

85-95 10О 75-82

25

50-93

Утилизация

тсутствует известковым молоком температура 55-65°С рН 1О-11 молярное отношеше 0,91,0

время обработки 2О-60 мин

70-80

60-70 99,5-99,8

5-1О 0,415 771 Ws сопротивления преалагаемого и и:з вестного способов(см. табл.) видно, что предлагаемый способ позволяет увеличить степень извлечения 15,5%, побиться практически максимальной селективности извлечениям интенсифишровать процесс в 6-36 раз, а также снизить расходные коаффиш1енты по сырью в про-. изводстве двойного суперфорйшта от 0,448 до 0,415. т. Формула изобретения 1. Способ получения фосфорных удобрений из магнийсодержащего фосфатного сырья путем обработки последнего серной кислотой с последующей фильтрацией полученной суспензии, отделением магнийсодержащего раствора и переработкой обезмагненного фос(|атного сырья на фосфорнов удобрение, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжител 1 ности процесса обработки, повышения селективности процесса, обработку ведут при норме серной кислоты 75-82% от стехометрии на содержание карбонатов при температуре 85-95°С, а магнийсодержащий раствор обрабатывают известковым молоком. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что обработку известковым молоком ведут при температуре 5565 С, рН10-11, молярном отношении CaO/Mg -O,9-l,O в течение 20-60 мин. Источники информации, принятые во внимание экспертизе 1.Чепелевецкий М. Л,, Бруикус Е. Б. и др. Химическое обогащение фосфоритов Каратау месторождения Чулактау, Сообщение о научно-технических работах НИУИОР. Обмен опытом. Госхимиздат М., 1967, с. 15-17. 2.Патент США МЬ 3717702, кл. 423-32О, 20.О2.73 (прототип).